CN110645041B - 一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下坍塌巷道救援技术领域，一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。本发明还提出煤矿坍塌巷道顶管救援装备的安装方法。

Description

一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备及其安装方法

技术领域

本发明属于煤矿井下坍塌巷道救援技术领域，特别是一种井下煤矿坍塌巷道救援用的设备。本发明还提供该设备的安装方法。

背景技术

目前，我国煤矿井下坍塌巷道救援方法主要有两种：一、人工清障，二、大孔径钻机，这两种掘进方法都有自身的局限性。

其一、人工清障方式是指人工借助振动锤、凿岩机等辅助工具，将坍塌的渣石进行破碎及清除，采用木梁支架等简易支护方式，对坍塌巷道进行支护，采用这种边清障、边支护的方式，实现在坍塌巷道中构建一条救援通道。

其二、国内煤矿井下大直径钻孔工艺技术普遍采用回转钻进工艺方法，大直径救援孔需采用二次或多次扩孔快速钻进成孔方案，一般采用可以有效控制钻孔方向的组合钻具(直径)完成先导孔，再根据地层条件、钻机能力、钻杆强度和排粉情况等一次或多次扩孔，使钻孔孔径达到/>的成孔方案。

坍塌性巷道施工未知性强、风险性高，现有井下救援通道构建采用人工清障、大口径钻机等手段清理冒落巷道或在完整岩体内掘进新巷道，人工清障存在人员作业安全性低、开挖效率低等问题；大口径钻机需要钻进先导孔后多次扩孔，钻进效率低，配套的大直径钻进装备多为常规钻机改造而来，技术性能、结构设计、专业化程度难以满足大直径钻孔成孔需要，大直径钻孔均采用裸眼或先成孔后下套管的工艺方法完孔，难以满足不稳定地层或深孔条件下大直径钻孔成孔需要，同时，作业效率大大降低。

同时，坍塌岩体顶管施工法并不同于传统的顶管施工法，具有以下几点难度：1)设备在坍塌岩体顶进，必定存在刀盘受力不均、管壁沿层受力不均等情况，设备在坍塌岩体中顶进较原始岩体更容易发生偏转；2)由于救援时间十分宝贵，坍塌巷道顶管施工对顶管的掘进速度及安装速度提出了更加严格的要求；3)传统的顶管施工工艺并不能满足坍塌岩体的快速安装、实验场地条件有限等要求，坍塌岩体施工的顶管工艺流程具有较大的差异。

坍塌巷道的灾后救援本身不仅在时间上具有紧迫性，还需要考虑安全、快速、高效等多方面影响因素。速度一方面取决于对堆积体预开挖空间内垮落岩块的破解、搬运、清除速度，另一方面取决于对开挖空间围岩有效控制。因此，在对垮塌巷道与块状堆积体结构研究的基础上，准确的方向控制措施、高性能的临时支护设备、高效的开挖装备是垮塌巷道救援通道快速构建装备的关键技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，该设备针对煤矿硐室施工、中继间布置、注浆减摩及机头回收，解决了现有煤矿巷道长距离顶管掘进施工成功率低、施工速度慢、机头无法回收等难题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，包括内置有机头、纠偏钢管组件、若干个顶管和偏移检测装置，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，所述纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，所述顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；

所述纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，其中二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述偏移检测装置包括相互配合使用的一级指向仪和一级光靶、以及相互配合使用的二级指向仪和二级光靶；

其中一级指向仪或一级光靶中之一设置顶管段尾部外侧，另一设置在顶管段尾段；二级指向仪或二级光靶中之一设置顶管段的头段，另一设置在纠偏钢管组件的前段内。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述一级光靶和二级摄像头处均设有摄像头，该摄像头用于观察一级光靶和二级光靶上标识光点的位置。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括轨道、运渣车、以及刮板机，其中轨道铺设在顶管段内的底部，所述运渣车可移动的设置在轨道上；所述刮板机进渣口设置在机头切削头的后方，刮板机的运输段沿着至顶管段运渣车停止位处，以将切削头切削下的杂物运进运渣车。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述顶管段中相邻顶管的端部内侧具有耳板，相邻顶管通过螺钉穿过耳板的形式对接，且相邻顶管端面之间设有用于封闭相邻顶管端面缝隙的密封板。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括顶铁，顶铁为上下分体的长顶铁结构，该顶铁包括上顶铁、下顶铁和导轨，其中下顶铁内壁的底部设有导轨，且顶铁与顶管段尾部对接时导轨和轨道可对接，所述上顶铁和下顶铁可拆卸的连接并组合形成圆筒形，所述上顶铁的外侧顶部设有吊耳。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述上顶铁和下顶铁的结合面位为水平面，且上顶铁和下顶铁的结合面不高于导轨的顶面。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备设置在硐室内，硐室内设有吊装设备，吊装设备包括纵向导轨、手拉小车、横向导轨及电动葫芦，其中纵向导轨沿硐室延伸方向设置在硐室的顶部，手拉小车可人工驱动纵向滑动的安装在纵向导轨上，手拉小车的下方设有沿硐室宽度方向设置的横向导轨，所述电动葫芦可移动的安装在横向导轨上，所述吊装设备用于吊装上顶铁或运渣车空间内移动。

在第一个技术方案中，作为优选的，煤矿坍塌巷道顶管救援装备内设有降尘喷雾装置，该降尘喷雾装置包括主管路，至少两个分支管路和水雾喷嘴，所述主管路入水端通过减压阀与外接水管对接，主管路的出水端分别与分支管路入水口连接，水雾喷嘴分支管路储水口；所述主管路由入水端到出水端依次设有反冲洗过滤器、总阀、用于检测主管路内水压的压力传感器和用于显示压力传感器检测数据的压力表；所述分支管路上设有高压球阀和电磁阀；所述水雾喷嘴设置在刮板机进渣口和运渣车停止位处。

在第二个技术方案中，一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备的安装方法，用于安装如第一个技术方案中所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，包括以下步骤：

步骤1、煤矿坍塌巷道发生后，首先进行施工信息收集、根据施工环境收集施工信息，并确定施工方案；

步骤2、根据顶管救援方法设备清单结合实际救援地情况，准备设备清单，在井上清点设备进行装车下井，设备大运下井，并根据需要逐步运送到施工地点，各设备采用集成化车载运输方式，采用履带运输车将各部件运输到位；矿方对施工场地进行巷道安全施工预处理、打锚杆、安吊点、运输轨道铺设及准备风源、水源、电源；

步骤3、根据矿方给出的顶进轴线坐标点，固定全站仪架子；采用全站仪的放样功能，按轴线放样；根据放样的轴线，安装前墙，安装导轨，导轨用锚杆固定在地面上，之后将拆掉全站仪，做全站仪基础；

步骤4、安装后背墙，后背墙采用自支护结构，各部件组装完成之后，通过地锚连接方式，将后靠墙锚固到硐室地面；

步骤5、安装主顶油缸和顶铁；对后方的电气设备进行摆放，依次摆放电气设备车、主顶油箱和注浆设备；

步骤6、将机头和后部的两节钢管吊运在轨道上面，安装刮板机，安装绞车，机头电气连接，安装护管器并压紧机头，能够对机头入洞的过程进行导向；将主顶油缸油管连接，安装全站仪、安装主顶内绞车及顶铁下部，并连接机外注浆设备电缆、管路；

步骤7、在工具管内部安装排渣车两台，将排渣车和铰车连接，连接机内机外注浆管路、电缆、风管，安装顶铁上部，完成煤矿坍塌巷道顶管救援装备的全部安装流程；

步骤8、对机头、主顶、排渣及注浆各分系统进行调试，分别进行机头试运行、主顶试运行、排渣系统试运行及注浆系统试运行，各系统都运行完成之后，设备可以进行顶进施工，在设备后方布置膨润土和备用件平台。

使用本发明的有益效果是：

1.二级大幅度纠偏方法，在原有一级纠偏装置的后端增设了二级纠偏装置，通过采用一级纠偏和二级纠偏复合纠偏策略，能够实现大幅度纠偏，保证在坍塌岩体中准确顶进。

2.采用快速吊装方法，在硐室上布置三自由度快速吊装装置，能够调节吊装装置的位置，采用电动葫芦快速将顶管、主顶装置的各模块、机头的各模块吊装到位，节约了设备运输及顶管吊装时间，提高了工作效率。

3.根据坍塌巷道的实际情况，优化坍塌巷道施工工艺。

附图说明

图1为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备中二次纠偏系统的结构示意图。

图2为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备中吊装设备的结构示意图

图3为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备中顶铁结构示意图

图4为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备中降尘喷雾系统图

图5为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备中管体连接状态图

图6为本发明煤矿坍塌巷道顶管救援装备安装方法流程图。

附图标记包括：

1.一级指向仪；2.顶管；3.一级光靶；4.运渣车；5.二级纠偏油缸；6.机头；7.一级纠偏油缸；8.二级指向仪；9.刮板机；10.二级光靶；11.纵向导轨；12.手拉小车；13.横向导轨；14.电动葫芦；15.上顶铁；16.下顶铁；17.吊耳；18.导轨；19.螺钉；20-纠偏钢管组件；21-螺钉；22-密封板；23-二级摄像头；24-一级摄像头；25-减压阀；26-反冲洗过滤器；27-总阀；28-压力传感器；29-压力表；30-刮板机高压球阀；31-刮板机电磁阀；32-刮板机喷水嘴；33-排渣车喷水嘴；34-排渣车电磁阀；35-排渣车高压球阀；36-刮板机进渣口；37-排渣车进渣口；38-粉尘传感器。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例提出了一种煤矿坍塌巷道顶管2救援装备，包括内置有机头6、纠偏钢管组件20、若干个顶管2和偏移检测装置，其中若干个顶管2形成顶管段，机头6内置有有用于纠正机头6顶进方向的一级纠偏油缸7，纠偏钢管组件20抵接在机头6的背端，纠偏钢管组件20用于纠正机头6的顶进方向，顶管段头端抵接在纠偏钢管组件20的背端，偏移检测装置用于检测机头6顶进方向；纠偏钢管组件20为主体为两段式，纠偏钢管组件20包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸5，前段和后段通过二级纠偏油缸5连接，其中二级纠偏油缸5的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸5的伸出端铰接在二级纠偏油缸5的前段，且二级纠偏油缸5在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。

为了解决坍塌纠偏难度大，机头6定向困难等问题，采用二级纠偏方法，纠偏方法包括一级指向仪1、一级光靶3、二级纠偏油缸5、一级纠偏油缸7、二级指向仪8、二级光靶10、二级摄像头23、一级摄像头24。操作人员通过观测二级指向仪8的激光在二级光靶10上的相对位置及一次指向仪的激光在一级光靶3上的相对位置，根据测算，能够计算出机头6的掘进方向和位置，和理想位置进行比对，如果出现机头6偏斜角度小于1°，可采用一级纠偏油缸7进行小幅度纠偏，二级纠偏油缸5不需要工作。如果出现机头6偏斜角度大于1°，可采用一级纠偏油缸7和二级纠偏油缸5复合纠偏，实现在坍塌岩体准确钻进。

作为优选的，偏移检测装置包括相互配合使用的一级指向仪1和一级光靶3、以及相互配合使用的二级指向仪8和二级光靶10；其中一级指向仪1或一级光靶3中之一设置顶管段尾部外侧，另一设置在顶管段尾段；二级指向仪8或二级光靶10中之一设置顶管段的头段，另一设置在纠偏钢管组件20的前段内。

一级光靶3和二级摄像头23处均设有摄像头，该摄像头用于观察一级光靶3和二级光靶10上标识光点的位置。

具体的，由于坍塌岩体的岩体具有非稳定性，在坍塌的顶进施工刀盘受力不均，刀盘极易出现偏转，因此，采用二级纠偏装置，在机头6后面添加一根纠偏钢管组件20，将纠偏钢管组件20分为前、后两部分，由四根二级纠偏油缸5以铰接的形式将先、后两部分壳体连接起来，在机头6出现大幅度倾斜的时候，一级纠偏油缸7调整幅度有限，通过一级纠偏油缸7和二级纠偏油缸5共同纠偏，能够实现大幅度纠偏。由于管体内部设备较为紧凑，顶管2下部布置了运渣车4，顶管2上部及机头6下部布置了刮板机9，采用传统的单级光靶导向方式，光靶需要布置距离机头6较远的地方，会造成较大的定位误差。因此，本方案采用双极光靶的导向方式，在纠偏钢管组件20的后端布置二级指向仪8，在纠偏钢管组件20的内部布置二级摄像头23和二级光靶10，在硐室内部布置一级指向仪1，在顶管2的最前端内部布置一级光靶3和一级摄像头24。布置在硐室内的一级指向仪1能够将激光照射到一级光靶3，一级摄像头24能够观察到激光点在一级光靶3上的位置，二级指向仪8能够将激光照射到二级光靶10，二级摄像头23能够观察到激光点在二级光靶10上的位置，根据两个光靶上的激光点位置，能够测算出机头6的位置和姿态。

煤矿坍塌巷道顶管2救援装备还包括轨道、运渣车4、以及刮板机9，其中轨道铺设在顶管段内的底部，运渣车4可移动的设置在轨道上；刮板机进渣口36设置在机头6切削头的后方，刮板机9的运输段沿着至顶管段运渣车4停止位处，以将切削头切削下的杂物运进运渣车4。

如图5所示，顶管段中相邻顶管2的端部内侧具有耳板，相邻顶管2通过螺钉21穿过耳板的形式对接，且相邻顶管2端面之间设有用于封闭相邻顶管2端面缝隙的密封板22。

顶管2连接结构包括螺钉21、密封板22、顶管2，采用螺钉21将两个顶管2连接，前后两根顶管2与中间的密封板22实现端面密封形式，顶管2结构简单，降低成本，在换管时免除了顶管2之间止口配合，极大缩短了救援工序的整体时间。

如图3所示，煤矿坍塌巷道顶管2救援装备还包括顶铁，顶铁为上下分体的长顶铁结构，该顶铁包括上顶铁15、下顶铁16和导轨18，其中下顶铁16内壁的底部设有导轨18，且顶铁与顶管段尾部对接时导轨18和轨道可对接，上顶铁15和下顶铁16可拆卸的连接并组合形成圆筒形，上顶铁15的外侧顶部设有吊耳17。上顶铁15和下顶铁16的结合面位为水平面，且上顶铁15和下顶铁16的结合面不高于导轨18的顶面。

顶铁采用上下分体的长顶铁结构，长顶铁由上顶铁15及下顶铁16组成，当运渣车4装满之后，顶铁内部布置了导轨18，运渣车4能够直接拉出到导轨18的位置，将上顶铁15和下顶铁16之间的螺钉19分开，吊走上顶铁15，将运渣车4牵引到顶铁位置，分别将两个运渣车4吊出，将两个空的运渣车4吊到顶铁位置，将空的运渣车4牵引进机头6，将上顶铁15吊回位置，连接上顶铁15、下顶铁16之间的螺钉19。

如图2所示，煤矿坍塌巷道顶管2救援装备设置在硐室内，硐室内设有吊装设备，吊装设备包括纵向导轨11、手拉小车12、横向导轨13及电动葫芦14，其中纵向导轨11沿硐室延伸方向设置在硐室的顶部，手拉小车12可人工驱动纵向滑动的安装在纵向导轨11上，手拉小车12的下方设有沿硐室宽度方向设置的横向导轨13，电动葫芦14可移动的安装在横向导轨13上，吊装设备用于吊装上顶铁15或运渣车4空间内移动。

具体来说，硐室上设置吊装设备，吊装设备包括纵向导轨11、手拉小车12、横向导轨13及电动葫芦14，在硐室上端安置两个纵向导轨11，导轨18上安装手拉小车12，手拉小车12通过操作人员手拉，能够在导轨18上滑动。手拉小车12下端安装横向导轨13，在横向导轨13上安装一个电动葫芦14，电动葫芦14能够完成吊装运渣车4、顶管2及设备安装。小车准备出洞之前，操作人员通过拉动手拉小车12，调整横向导轨13的轴向位置，使得轴向能够满足运渣车4的吊装要求，然后通过电动葫芦14，将运渣车4运出，实现对运渣车4的快速搬运，提高了工作效率。

煤矿设备安装采用手拉葫芦吊装方式，在设备安装、更换顶管2、更换运渣小车等过程占用了大量时间，降低了救援操作的效率，本专利采用专用的吊装装置，包括纵向导轨11、手拉小车12、横向导轨13及电动葫芦14。首先，根据顶管2及运渣车4的位置，操作人员操作纵向导轨11的手拉小车12，将电动葫芦14拉动到合适的位置，之后，布置在横向导轨13的电动葫芦14能够完成吊装运渣车4及顶管2。

如图4所示，煤矿坍塌巷道顶管2救援装备内设有降尘喷雾装置，该降尘喷雾装置包括主管路，至少两个分支管路和水雾喷嘴，主管路入水端通过减压阀25与外接水管对接，主管路的出水端分别与分支管路入水口连接，水雾喷嘴分支管路储水口；主管路由入水端到出水端依次设有反冲洗过滤器26、总阀27、用于检测主管路内水压的压力传感器28和用于显示压力传感器28检测数据的压力表29；分支管路上设有高压球阀和电磁阀；水雾喷嘴设置在刮板机进渣口36和运渣车4停止位处。运渣车4停止位处即排渣车进渣口37。

应急救援型顶管2采用干式排渣法，通过刮板机9、运渣车4等方式完成渣石输送，在刀盘切削及渣石运输过程中产生大量的粉尘，这些粉尘在管内逐渐积聚，造成管内工作人员操作环境差，激光效果降低，摄像头成像模糊等问题，因此，在机头6内部布置三个粉尘传感器38，采用降尘喷雾装置，分别在刮板机进渣口36和排渣车进渣口37设置两个喷嘴喷射水雾，通过粉尘传感器38检测管体内的烟雾浓度，控制刮板机高压球阀30，刮板机电磁阀31调节喷雾量，完成管内降尘。、

救援顶管2机采用干式排渣法，为了保证激光能够有效到达光靶并且改善人员的作业环境，采用降尘喷雾装置，分布在刮板机进渣口36和排渣车进渣口37设置两个喷嘴喷射水雾，水雾扩散后包围渣石转运的主要区域，使其周围粉尘被捕获，有效阻止粉尘扩散，改善工作面空气质量，降低粉尘浓度。从井下供水管进入减压阀25，经过减压阀25后水压下降为10-16bar，然后进入反冲洗过滤器26，过滤后经高压管路供给刮板机喷水嘴32和排渣车喷水嘴33，其水流量可由刮板机电磁阀31，排渣车电磁阀34控制。在主管路上设置压力传感器28和压力表29，在控制台和机头6内部都可以观察管路压力。在主管路上设置总阀27，在每个分支路上设置刮板机高压球阀30和排渣车高压球阀35，用于控制各支路的开启及关闭。

实施例2

结合实施例1、以及图1-图6所示，一种煤矿坍塌巷道顶管2救援装备的安装方法，用于安装如实施例1中的煤矿坍塌巷道顶管2救援装备，包括以下步骤：

步骤1、煤矿坍塌巷道发生后，首先进行施工信息收集、根据施工环境收集施工信息，并确定施工方案；

步骤2、根据顶管2救援方法设备清单结合实际救援地情况，准备设备清单，在井上清点设备进行装车下井，设备大运下井，并根据需要逐步运送到施工地点，各设备采用集成化车载运输方式，采用履带运输车将各部件运输到位；矿方对施工场地进行巷道安全施工预处理、打锚杆、安吊点、运输轨道铺设及准备风源、水源、电源；

步骤3、根据矿方给出的顶进轴线坐标点，固定全站仪架子；采用全站仪的放样功能，按轴线放样；根据放样的轴线，安装前墙，安装导轨18，导轨18用锚杆固定在地面上，之后将拆掉全站仪，做全站仪基础；

步骤4、安装后背墙，后背墙采用自支护结构，各部件组装完成之后，通过地锚连接方式，将后靠墙锚固到硐室地面；

步骤5、安装主顶油缸和顶铁；对后方的电气设备进行摆放，依次摆放电气设备车、主顶油箱和注浆设备；

步骤6、将机头6和后部的两节钢管吊运在轨道上面，安装刮板机9，安装绞车，机头6电气连接，安装护管器并压紧机头6，能够对机头6入洞的过程进行导向；将主顶油缸油管连接，安装全站仪、安装主顶内绞车及顶铁下部，并连接机外注浆设备电缆、管路；

步骤7、在工具管内部安装排渣车两台，将排渣车和铰车连接，连接机内机外注浆管路、电缆、风管，安装顶铁上部，完成煤矿坍塌巷道顶管2救援装备的全部安装流程；

步骤8、对机头6、主顶、排渣及注浆各分系统进行调试，分别进行机头6试运行、主顶试运行、排渣系统试运行及注浆系统试运行，各系统都运行完成之后，设备可以进行顶进施工，在设备后方布置膨润土和备用件平台。

在煤矿坍塌巷道顶管2救援装备安装完成后进行顶管2施工，即步骤9，顶管2施工方法包括以下步骤：

步骤91、机头6顶进完成之后，主顶回缩，放入顶管2，完成机头6内部刮板机9及运渣车4安装。主顶油缸顶进长度到位主顶油缸形程之后，主顶油缸回缩，通过硐室吊装设备将顶管2吊装到主顶导轨18上，完成工作循环。

步骤92、顶管2在坍塌巷道顶进完成之后，救援人员在机头6内部将逃生仓门打开，被救人员从逃生仓门进入顶管2内部，实现对救援通道的构建及被困人员的救援。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：包括内置的机头、纠偏钢管组件、若干个顶管和偏移检测装置，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，所述纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，所述顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；

所述纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，其中二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。

2.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述偏移检测装置包括相互配合使用的一级指向仪和一级光靶、以及相互配合使用的二级指向仪和二级光靶；

其中一级指向仪或一级光靶中之一设置在顶管段尾部外侧，另一设置在顶管段尾段；二级指向仪或二级光靶中之一设置在顶管段的头段，另一设置在纠偏钢管组件的前段内。

3.根据权利要求2所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述一级光靶和二级摄像头处均设有摄像头，该摄像头用于观察一级光靶和二级光靶上标识光点的位置。

4.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括轨道、运渣车、以及刮板机，其中轨道铺设在顶管段内的底部，所述运渣车可移动的设置在轨道上；所述刮板机的进渣口设置在机头切削头的后方，刮板机的运输段沿着至顶管段运渣车停止位处，以将切削头切削下的杂物运进运渣车。

5.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述顶管段中相邻顶管的端部内侧具有耳板，相邻顶管通过螺钉穿过耳板的形式对接，且相邻顶管端面之间设有用于封闭相邻顶管端面缝隙的密封板。

6.根据权利要求4所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括顶铁，顶铁为上下分体的长顶铁结构，该顶铁包括上顶铁、下顶铁和导轨，其中下顶铁内壁的底部设有导轨，且顶铁与顶管段尾部对接时导轨和轨道可对接，所述上顶铁和下顶铁可拆卸的连接并组合形成圆筒形，所述上顶铁的外侧顶部设有吊耳。

7.根据权利要求6所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述上顶铁和下顶铁的结合面位为水平面，且上顶铁和下顶铁的结合面不高于导轨的顶面。

8.根据权利要求6所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备设置在硐室内，硐室内设有吊装设备，吊装设备包括纵向导轨、手拉小车、横向导轨及电动葫芦，其中纵向导轨沿硐室延伸方向设置在硐室的顶部，手拉小车可人工驱动纵向滑动的安装在纵向导轨上，手拉小车的下方设有沿硐室宽度方向设置的横向导轨，所述电动葫芦可移动的安装在横向导轨上，所述吊装设备用于吊装上顶铁或运渣车空间内移动。

9.根据权利要求4所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：煤矿坍塌巷道顶管救援装备内设有降尘喷雾装置，该降尘喷雾装置包括主管路，至少两个分支管路和水雾喷嘴，所述主管路入水端通过减压阀与外接水管对接，主管路的出水端分别与分支管路入水口连接，水雾喷嘴分支管路储水口；所述主管路由入水端到出水端依次设有反冲洗过滤器、总阀、用于检测主管路内水压的压力传感器和用于显示压力传感器检测数据的压力表；所述分支管路上设有高压球阀和电磁阀；所述水雾喷嘴设置在刮板机进渣口和运渣车停止位处。

10.一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备的安装方法，用于安装如权利要求6-9任一项所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、煤矿坍塌巷道发生后，首先进行施工信息收集、根据施工环境收集施工信息，并确定施工方案；

步骤2、根据顶管救援方法设备清单结合实际救援地情况，准备设备清单，在井上清点设备进行装车下井，设备大运下井，并根据需要逐步运送到施工地点，各设备采用集成化车载运输方式，采用履带运输车将各部件运输到位；矿方对施工场地进行巷道安全施工预处理、打锚杆、安吊点、运输轨道铺设及准备风源、水源、电源；

步骤3、根据矿方给出的顶进轴线坐标点，固定全站仪架子；采用全站仪的放样功能，按轴线放样；根据放样的轴线，安装前墙，安装导轨，导轨用锚杆固定在地面上，之后将拆掉全站仪，做全站仪基础；

步骤4、安装后背墙，后背墙采用自支护结构，各部件组装完成之后，通过地锚连接方式，将后靠墙锚固到硐室地面；

步骤5、安装主顶油缸和顶铁；对后方的电气设备进行摆放，依次摆放电气设备车、主顶油箱和注浆设备；

步骤6、将机头和后部的两节钢管吊运在轨道上面，安装刮板机，安装绞车，机头电气连接，安装护管器并压紧机头，能够对机头入洞的过程进行导向；将主顶油缸油管连接，安装全站仪、安装主顶内绞车及顶铁下部，并连接机外注浆设备电缆、管路；

步骤7、在工具管内部安装排渣车两台，将排渣车和铰车连接，连接机内机外注浆管路、电缆、风管，安装顶铁上部，完成煤矿坍塌巷道顶管救援装备的全部安装流程；

步骤8、对机头、主顶油缸、排渣及注浆各分系统进行调试，分别进行机头试运行、主顶油缸试运行、排渣系统试运行及注浆系统试运行，各系统都运行完成之后，设备可以进行顶进施工，在设备后方布置膨润土和备用件平台。